Контрольные вопросы

1. Какова роль топливно-энергетического комплекса в функционировании общественного производства и каковы факторы, определяющие его формирование?

2. Укажите структуру потребления первичных энергоресурсов (топливно-энерге­тический баланс - ТЭБ) мирового хозяйства и Украины.

3. Укажите основные источники первичной энергии и соответствую­щие им виды вторичной энергии, получаемой в результате преобразова­ния.

4. Опишите основные виды природного топлива и перспективы их применения в мире.

5. Каковы основные методы переработки твердого природного топлива (угля). Где используют получаемые продукты?

6. Каковы основные методы переработки жидкого природного топлива (нефти). Где используют получаемые продукты?

7. Каковы основные методы переработки газообразного природного топлива. Где используют получаемые продукты?

8. Каково соотношение стоимости электроэнергии по видам генерации?

9. Укажите основные виды электростанций и их роль в Украине.

10. Какова роль возобновляемых источников энергии в мире и в Украине?

11. Что является сырьем и продукцией химической промышленности?

12. Дайте характеристику химической промышленности Украины.

13. Какие процессы называют химико-технологическими?

14. Какие технологические схемы процессов сформировались в химичес­кой отрасли промышленности?

15. Что является сырьем для производства серной кислоты?

16. Где применяют серную кислоту?

17. Что такое полимеры и как их получают?

18. Какие свойства характерны для полимеров?

19. По каким признакам классифицируют пластмассы?

20. Какие типы полимеров по природному происхождению Вам извес­тны?

21. Какие методы переработки полимеров в изделия Вам известны?

22. Какие отрасли являются потребителями полимеров?

23. Что является сырьем для получения резины?

24. Что представляет собой резиновая смесь?

25. Из каких этапов состоит технологический процесс получения резино­вых технических изделий?

26. Какова роль строительной промышленности в экономики страны?

27. В чем проявляется мультиэффект средств, вкладываемых в строитель­ство?

28. Каковы приоритетные направления структурной реорганизации строи­тельной промышленности в Украине?

29. Что представляет собой строительное производство?

30. Каковы особенности строительного производства?

31. Какие организационные циклы имеет строительное производство?

32. Какие производственные периоды имеет строительное производс­тво?

33. Что является сырьем для строительной промышленности?

34. По каким признакам классифицируют строительные материалы?

35. По каким показателям осуществляется технико-экономическая оце­н-ка строительного производства?

Самостоятельная работа №7 биотехнологии

В результате стремительного прогресса разных составных частей фи­зико-химической биологии, возникло новое направление в науке и производ­стве, получившее наименование биотехнологии.

Биотехнология – технология, использующая биологические системы, живые организмы или их производные для создания и модификации продук­тов или процессов различного назначения. Применяется в самых различных сферах деятельности – медицине, пищевой промышленности, сельском хо­зяйстве, производстве металлов, энергетике, в научных исследованиях.

Это направление сформировалось за последние два десятка лет и уже сейчас получило мощное развитие.

Отдельные элементы биотехнологии появи­лись достаточно давно (в XIX веке). По сути, это были попытки использовать в промышленном производстве (прежде всего, в производстве пищевых про­дуктов) отдельные клетки (микроорганизмы) и некоторые ферменты, способст­вующие протеканию ряда химических процессов.

В начале XX века начало развиваться прикладное направление биохи­мии – техническая биохимия, на основе которой были разработаны техноло­гии обработки самого различного биохимического сырья, осуществлено со­вершенствование технологий хлебопечения, производства чая и табака, ви­ноделия, проведены исследования по повышению урожайности растений пу­тем управления протекающими в них биохимическими процессами.

Все эти исследования, а также прогресс химической, микробиологиче­с-кой промышленности, создание новых промышленных биохимических про­изводств стали предпосылками возникновения современной биотехнологии.

В производственном отношении основой биотехнологии стала микро­биологическая промышленность, которая приобрела принципиально новые черты: микроорганизмы стали использовать не только как средство повыше­ния интенсивности биохимических процессов, но и как миниатюрные синте­тические фабрики, способные синтезировать внутри своих клеток ценнейшие и сложнейшие химические соединения. Особую роль при этом сыграло на­чало производства антибиотиков (1929 г. – выделение англ.уч. А.Флемингом пенициллина, Нобелевскя премия; промышленное производство – с 1943 г.), дру­гих лекарств, продуцируемых микроорганизмами. Возникло новое направле­ние – микробиологический синтез.

Биотехнология находит все более широкое применение в раз­личных отраслях промышленного производства и сферах человече­ской дея­тельности.

Рассмотрим некоторые примеры:

 Производство химических продуктов. В настоящее время с помо­щью микробиологического синтеза произво­дят антибиотики, многие другие лекарственные вещества, ферменты, аминокислоты, полупродукты для даль­нейшего синтеза разнообразных ве­ществ в пищевой промышленности, орга­нические кислоты, кормовые белки для животноводства, микробиологиче­ские препараты для защиты посевов от вредителей и т.д. Технология произ­водства этих веществ хорошо отработана, получение их микробиологическим путем экономически выгодно и оправдано.

В микробиологической промышленности для производ­ства химических продуктов могут использоваться (и уже частично исполь­зуются) неограни­ченные, постоянно возобновляющиеся массы органического сырья, отходов, образующихся в сельском хозяйстве, лесной и деревообраба­тывающей про­мышленности, очистных сооружениях городов и т. п. Разра­ботка и внедрение эффективных технологий такого производства — задача, имеющая большое значение для экономики народного хозяйства.

 Металлургическое производство. Биотехнологии лежат в основе технологии бактериального выщелачивания (биовыщелачивания), которое пред­полагает избирательное извлечение металлов из руд, концентратов, гор­ных пород, а также отходов производства с помощью микроорганизмов – бакте­рий или их метаболитов (промежуточных продуктов обмена веществ в жи­вых клетках).

Метод основан на способности бактерий переводить нерастворимые минеральные соедине­ния в растворимое состояние в водной среде.

Наиболее широко для бактериального выщелачивания применяют тио­новые бактерии, единственным источником энергии для жизнедеятельности которых являються процессы окисления сульфидов различных металлов, за­кисного железа и серы.

В мировой практике в значительных промышленных масштабах техноло­гия применяется для извлечения меди, цинка, кадмия, урана, а также золота. Проводятся исследования по бактериальному выще­лачиванию с уча­стием тионовых бактерий ряда других металлов – Mn, As, Co.

Для извлечения золота предложено использование гетеротрофных бакте­рий (использующих для питания готовые органические вещества), вы­деленных из рудниковых вод золотоносных приисков, а также применение микроскопических грибов.

Проводится поиск новых видов микроорганизмов, способных функциони­ровать не только в кислой, но и в нейтральной и в щелочной сре­дах. Разрабатываются методы использования различных мутагенных факто­ров для создания бактерий с необходимыми для промышленного применения свойствами непосредственно в рудной массе.

Простота аппаратуры для бактериального выщелачивания, быстрое разм­ножение бактерий, повторное использование отработанных растворов открывают возможность не только снизить себестоимость получения ценных ископаемых, но и значительно увеличить сырьевые ресурсы за счет использо­вания бедных руд, отходов обогащения, рудной пыли.

Метод может быть также применен для извлечения вредных примесей из руд черных и цветных металлов.

В перспективе на основе бактериального выщелачивания возможно созда­ние полностью автоматизированных предприятий по получению мета­ллов из руд непосредственно из недр Земли, минуя сложные горнообогатите­льные комплексы.

 Добывающая промышленность. Биотехнологии применяют для по­вышения нефтеотдачи пла­стов, для борьбы с метаном в угольных шахтах, что особенно актуально в по­следние годы в связи с частыми авариями на шахтах.

Так, для освобождения шахт от метана ученые предложили бурить скважины в угольных пластах и подавать в них суспензию из метаноокис­ляющихся бактерий. Таким образом удается удалить около 60 % метана ещё до начала эксплуатации пласта.

Недавно найден более простой и эффективный способ: суспензией из бактерий опрыскивают породы выработанного пространства, откуда наибо­лее интенсивно выделяется газ. Разбрызгивание суспензии можно осуществ­лять с помощью специальных форсунок. Испытания, которые были прове­дены на шахтах Донбасса, показали, что микроскопические «работники» бы­стро уничтожают от 50 до 80 % опасного газа в выработках.

С помощью других бактерий, которые сами выделяют метан, можно повышать давление в нефтяных пластах и обеспечивать более полное извле­чение нефти.

 Энергетическая промышленность. Значительный вклад предстоит внести биотехнологии и в решение энергетической проблемы. Ограничен­ность запасов нефти и газа заставляет искать пути использования нетрадици­онных источников энергии. Один из таких путей — биоконверсия раститель­ного сырья, или, другими словами, ферментативная переработка целлюлозо­содержащих отходов промышленности и сельского хозяйства. В результате биоконверсии можно получить глюкозу, а из нее — спирт, который и будет служить топливом.

Все шире разворачиваются исследования по получению биогаза (в ос­новном, метана) путем переработки животноводческих, промышленных и коммунальных отходов с помощью микроорганизмов. При этом остатки по­сле переработки являются высокоэффективным органическим удобрением. Таким образом, этим путем решаются сразу несколько проблем: охрана ок­ружающей среды от загрязнений, получение энергии и производство удобре­ний, создание безотходного производства. Установки по получению биогаза уже работают в разных странах.

 Анаэробные технологии очистки сточных вод. Очистка сточных вод от загрязнений является одной из наиболее актуальных проблем совре­менной цивилизации. Биологические методы удаления загрязнений общепри­знано считаются наиболее экономически эффективными и приемлемыми.

В настоящее время наиболее шировок применение получила очистка с помощью анаэробных микроорганизмов, к которым относят микроорганизмы способные существовать в отсутствии атмосферного кислорода и получаю­щие энергию для жизнедеятельности в результате окисления органических (реже неорганических) веществ.

Подобная очистка осуществляется с помощью специальных биофильт­ров, в биопрудах. Образующаяся биомасса микроорганизмов обладает к тому же высокими водоотдающими свойствами и способствует решению про­блемы обработки и утилизации ила.

 Рекультивация земель, что особенно актуально для территорий вблизи горнорудных предприятий. Микроорганизмы способствуют восста­новлению структуры почвы, обогащая ее необходимыми для роста растений элементами.

Возможности биотехнологии практически безграничны. Она смело вторгается в самые разные сферы народного хозяйства. И в недалеком буду­щем, несомненно, еще более возрастет практическая значимость биотехно­логии в решении важнейших задач селекции, медицины, пищевой промышленности, энергетики, охраны окружающей среды, металлургии.